概述:
- 算法主要是由头文件
<algorithm><functional><numeric>组成。
<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等
<numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数
<functional>定义了一些模板类,用以声明函数对象。
7.1 常用遍历算法
学习目标：
- 掌握常用的遍历算法
算法简介：
for_each//遍历容器
transform//搬运容器到另一个容器中
7.1.1 for_each
功能描述：
- 实现遍历容器
函数原型：
for_each(iterator beg, iterator end, _func);
// 遍历算法 遍历容器元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _func 函数或者函数对象
示例：
#include <algorithm> #include <vector> //普通函数 void print01(int val) { cout << val << " "; } //函数对象 class print02 { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; //for_each算法基本用法 void test01() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 10; i++) { v.push_back(i); } //遍历算法 for_each(v.begin(), v.end(), print01); cout << endl; for_each(v.begin(), v.end(), print02()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：for_each在实际开发中是最常用遍历算法，需要熟练掌握
7.1.2 transform
功能描述：
- 搬运容器到另一个容器中
函数原型：
transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
//beg1 源容器开始迭代器
//end1 源容器结束迭代器
//beg2 目标容器开始迭代器
//_func 函数或者函数对象
示例：
#include<vector> #include<algorithm> //常用遍历算法 搬运 transform class TransForm { public: int operator()(int val) { return val; } }; class MyPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int>v; for (int i = 0; i < 10; i++) { v.push_back(i); } vector<int>vTarget; //目标容器 vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间 transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm()); for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint()); } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结： 搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运
7.2 常用查找算法
学习目标：
- 掌握常用的查找算法
算法简介：
find//查找元素
find_if//按条件查找元素
adjacent_find//查找相邻重复元素
binary_search//二分查找法
count//统计元素个数
count_if//按条件统计元素个数
7.2.1 find
功能描述：
- 查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()
函数原型：
find(iterator beg, iterator end, value);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素
示例：
#include <algorithm> #include <vector> #include <string> void test01() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 10; i++) { v.push_back(i + 1); } //查找容器中是否有 5 这个元素 vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5); if (it == v.end()) { cout << "没有找到!" << endl; } else { cout << "找到:" << *it << endl; } } class Person { public: Person(string name, int age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } //重载== bool operator==(const Person& p) { if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) { return true; } return false; } public: string m_Name; int m_Age; }; void test02() { vector<Person> v; //创建数据 Person p1("aaa", 10); Person p2("bbb", 20); Person p3("ccc", 30); Person p4("ddd", 40); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2); if (it == v.end()) { cout << "没有找到!" << endl; } else { cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl; } }
总结： 利用find可以在容器中找指定的元素，返回值是迭代器
7.2.2 find_if
功能描述：
- 按条件查找元素
函数原型：
find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）
示例：
#include <algorithm> #include <vector> #include <string> //内置数据类型 class GreaterFive { public: bool operator()(int val) { return val > 5; } }; void test01() { vector<int> v; for (int i = 0; i < 10; i++) { v.push_back(i + 1); } vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive()); if (it == v.end()) { cout << "没有找到!" << endl; } else { cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl; } } //自定义数据类型 class Person { public: Person(string name, int age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } public: string m_Name; int m_Age; }; class Greater20 { public: bool operator()(Person &p) { return p.m_Age > 20; } }; void test02() { vector<Person> v; //创建数据 Person p1("aaa", 10); Person p2("bbb", 20); Person p3("ccc", 30); Person p4("ddd", 40); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20()); if (it == v.end()) { cout << "没有找到!" << endl; } else { cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl; } } int main() { //test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
总结：find_if按条件查找使查找更加灵活，提供的仿函数可以改变不同的策略
7.2.3 adjacent_find
功能描述：
- 查找相邻重复元素
函数原型：
adjacent_find(iterator beg, iterator end);
// 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
示例：
#include <algorithm> #include <vector> void test01() { vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(2); v.push_back(5); v.push_back(2); v.push_back(4); v.push_back(4); v.push_back(3); //查找相邻重复元素 vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end()); if (it == v.end()) { cout << "找不到!" << endl; } else { cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl; } }
总结：面试题中如果出现查找相邻重复元素，记得用STL中的adjacent_find算法
7.2.4 binary_search
功能描述：
- 查找指定元素是否存在
函数原型：
bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
// 查找指定的元素，查到 返回true 否则false
// 注意: 在无序序列中不可用
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素
示例：
#include <algorithm> #include <vector> void test01() { vector<int>v; for (int i = 0; i < 10; i++) { v.push_back(i); } //二分查找 bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2); if (ret) { cout << "找到了" << endl; } else { cout << "未找到" << endl; } } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：二分查找法查找效率很高，值得注意的是查找的容器中元素必须的有序序列
7.2.5 count
功能描述：
- 统计元素个数
函数原型：
count(iterator beg, iterator end, value);
// 统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 统计的元素
示例：
#include <algorithm> #include <vector> //内置数据类型 void test01() { vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(2); v.push_back(4); v.push_back(5); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(4); int num = count(v.begin(), v.end(), 4); cout << "4的个数为： " << num << endl; } //自定义数据类型 class Person { public: Person(string name, int age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } bool operator==(const Person & p) { if (this->m_Age == p.m_Age) { return true; } else { return false; } } string m_Name; int m_Age; }; void test02() { vector<Person> v; Person p1("刘备", 35); Person p2("关羽", 35); Person p3("张飞", 35); Person p4("赵云", 30); Person p5("曹操", 25); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); v.push_back(p5); Person p("诸葛亮",35); int num = count(v.begin(), v.end(), p); cout << "num = " << num << endl; } int main() { //test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
总结： 统计自定义数据类型时候，需要配合重载
operator==7.2.6 count_if
功能描述：
- 按条件统计元素个数
函数原型：
count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按条件统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词
示例：
#include <algorithm> #include <vector> class Greater4 { public: bool operator()(int val) { return val >= 4; } }; //内置数据类型 void test01() { vector<int> v; v.push_back(1); v.push_back(2); v.push_back(4); v.push_back(5); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(4); int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4()); cout << "大于4的个数为： " << num << endl; } //自定义数据类型 class Person { public: Person(string name, int age) { this->m_Name = name; this->m_Age = age; } string m_Name; int m_Age; }; class AgeLess35 { public: bool operator()(const Person &p) { return p.m_Age < 35; } }; void test02() { vector<Person> v; Person p1("刘备", 35); Person p2("关羽", 35); Person p3("张飞", 35); Person p4("赵云", 30); Person p5("曹操", 25); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); v.push_back(p5); int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35()); cout << "小于35岁的个数：" << num << endl; } int main() { //test01(); test02(); system("pause"); return 0; }
总结：按值统计用count，按条件统计用count_if
7.3 常用排序算法
学习目标：
- 掌握常用的排序算法
算法简介：
sort//对容器内元素进行排序
random_shuffle//洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
merge// 容器元素合并，并存储到另一容器中
reverse// 反转指定范围的元素
7.3.1 sort
功能描述：
- 对容器内元素进行排序
函数原型：
sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词
示例：
#include <algorithm> #include <vector> void myPrint(int val) { cout << val << " "; } void test01() { vector<int> v; v.push_back(10); v.push_back(30); v.push_back(50); v.push_back(20); v.push_back(40); //sort默认从小到大排序 sort(v.begin(), v.end()); for_each(v.begin(), v.end(), myPrint); cout << endl; //从大到小排序 sort(v.begin(), v.end(), greater<int>()); for_each(v.begin(), v.end(), myPrint); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：sort属于开发中最常用的算法之一，需熟练掌握
7.3.2 random_shuffle
功能描述：
- 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
函数原型：
random_shuffle(iterator beg, iterator end);
// 指定范围内的元素随机调整次序
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
示例：
#include <algorithm> #include <vector> #include <ctime> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { srand((unsigned int)time(NULL)); vector<int> v; for(int i = 0 ; i < 10;i++) { v.push_back(i); } for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; //打乱顺序 random_shuffle(v.begin(), v.end()); for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：random_shuffle洗牌算法比较实用，使用时记得加随机数种子
7.3.3 merge
功能描述：
- 两个容器元素合并，并存储到另一容器中
函数原型：
merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 容器元素合并，并存储到另一容器中
// 注意: 两个容器必须是有序的
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器
示例：
#include <algorithm> #include <vector> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; for (int i = 0; i < 10 ; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i + 1); } vector<int> vtarget; //目标容器需要提前开辟空间 vtarget.resize(v1.size() + v2.size()); //合并 需要两个有序序列 merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin()); for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：merge合并的两个容器必须的有序序列
7.3.4 reverse
功能描述：
- 将容器内元素进行反转
函数原型：
reverse(iterator beg, iterator end);
// 反转指定范围的元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
示例：
#include <algorithm> #include <vector> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v; v.push_back(10); v.push_back(30); v.push_back(50); v.push_back(20); v.push_back(40); cout << "反转前： " << endl; for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; cout << "反转后： " << endl; reverse(v.begin(), v.end()); for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：reverse反转区间内元素，面试题可能涉及到
7.4 常用拷贝和替换算法
学习目标：
- 掌握常用的拷贝和替换算法
算法简介：
copy// 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
replace// 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
replace_if// 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
swap// 互换两个容器的元素
7.4.1 copy
功能描述：
- 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
函数原型：
copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// dest 目标起始迭代器
示例：
#include <algorithm> #include <vector> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i + 1); } vector<int> v2; v2.resize(v1.size()); copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin()); for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：利用copy算法在拷贝时，目标容器记得提前开辟空间
7.4.2 replace
功能描述：
- 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
函数原型：
replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
// 将区间内旧元素 替换成 新元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// oldvalue 旧元素
// newvalue 新元素
示例：
#include <algorithm> #include <vector> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v; v.push_back(20); v.push_back(30); v.push_back(20); v.push_back(40); v.push_back(50); v.push_back(10); v.push_back(20); cout << "替换前：" << endl; for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; //将容器中的20 替换成 2000 cout << "替换后：" << endl; replace(v.begin(), v.end(), 20,2000); for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：replace会替换区间内满足条件的元素
7.4.3 replace_if
功能描述:
- 将区间内满足条件的元素，替换成指定元素
函数原型：
replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
// 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _pred 谓词
// newvalue 替换的新元素
示例：
#include <algorithm> #include <vector> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; class ReplaceGreater30 { public: bool operator()(int val) { return val >= 30; } }; void test01() { vector<int> v; v.push_back(20); v.push_back(30); v.push_back(20); v.push_back(40); v.push_back(50); v.push_back(10); v.push_back(20); cout << "替换前：" << endl; for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; //将容器中大于等于的30 替换成 3000 cout << "替换后：" << endl; replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000); for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：replace_if按条件查找，可以利用仿函数灵活筛选满足的条件
7.4.4 swap
功能描述：
- 互换两个容器的元素
函数原型：
swap(container c1, container c2);
// 互换两个容器的元素
// c1容器1
// c2容器2
示例：
#include <algorithm> #include <vector> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i+100); } cout << "交换前： " << endl; for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint()); cout << endl; for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint()); cout << endl; cout << "交换后： " << endl; swap(v1, v2); for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint()); cout << endl; for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：swap交换容器时，注意交换的容器要同种类型
7.5 常用算术生成算法
学习目标：
- 掌握常用的算术生成算法
注意：
- 算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为
#include <numeric>
算法简介：
accumulate// 计算容器元素累计总和
fill// 向容器中添加元素
7.5.1 accumulate
功能描述：
- 计算区间内 容器元素累计总和
函数原型：
accumulate(iterator beg, iterator end, value);
// 计算容器元素累计总和
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 起始值
示例：
#include <numeric> #include <vector> void test01() { vector<int> v; for (int i = 0; i <= 100; i++) { v.push_back(i); } int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0); cout << "total = " << total << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：accumulate使用时头文件注意是 numeric，这个算法很实用
7.5.2 fill
功能描述：
- 向容器中填充指定的元素
函数原型：
fill(iterator beg, iterator end, value);
// 向容器中填充元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 填充的值
示例：
#include <numeric> #include <vector> #include <algorithm> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v; v.resize(10); //填充 fill(v.begin(), v.end(), 100); for_each(v.begin(), v.end(), myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值
7.6 常用集合算法
学习目标：
- 掌握常用的集合算法
算法简介：
set_intersection// 求两个容器的交集
set_union// 求两个容器的并集
set_difference// 求两个容器的差集
7.6.1 set_intersection
功能描述：
- 求两个容器的交集
函数原型：
set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的交集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器
示例：
#include <vector> #include <algorithm> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i+5); } vector<int> vTarget; //取两个里面较小的值给目标容器开辟空间 vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size())); //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址 vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：
- 求交集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
- set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置
7.6.2 set_union
功能描述：
- 求两个集合的并集
函数原型：
set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的并集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器
示例：
#include <vector> #include <algorithm> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i+5); } vector<int> vTarget; //取两个容器的和给目标容器开辟空间 vTarget.resize(v1.size() + v2.size()); //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址 vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：
- 求并集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要两个容器相加
- set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置
7.6.3 set_difference
功能描述：
- 求两个集合的差集
函数原型：
set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的差集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 // end1 容器1结束迭代器 // beg2 容器2开始迭代器 // end2 容器2结束迭代器 // dest 目标容器开始迭代器
示例：
#include <vector> #include <algorithm> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i+5); } vector<int> vTarget; //取两个里面较大的值给目标容器开辟空间 vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size())); //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址 cout << "v1与v2的差集为： " << endl; vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; cout << "v2与v1的差集为： " << endl; itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结：
- 求差集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
- set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置